王小军 王成成

（江苏建科工程咨询有限公司，江苏 南京 210000）

0 引言

近几年，随着我国城市化进程的深入推进，大幅提升了新一线城市建设规模，城市人口净流入规模不断扩大，城市建筑密度不断提升，商用、住宅用建筑以及城市轨道交通向着超高层化与深层化发展。随着城市建筑形势的变化，深基坑支护施工的施工环境日益复杂，地上周边环境以及地下空间的复杂化，极大地增加了基坑支护施工技术难度[1]。城市综合体具有建筑功能集成的优势，在现代城市建筑中的占比越来越高，该文对城市综合体建筑项目深基坑支护施工技术应用进行探讨，为复杂城市环境下的建筑深基坑支护施工提供一定的借鉴与参考。

1 工程概况

某城市综合体项目位于城市东西向主干道交叉口，交通网络发达，车流量大，同时商业集中，地下管线较为复杂。建筑总面积约为30000 m2，地下二层，长度为348 m，主体宽度为32 m，部分过街通道，宽度为43 m。地下主体结构主要为框架结构，基坑深度为14 m左右，开槽范围约为350 m×45 m，支护结构主体部分为上部放坡、下部单排支护桩与预应力锚索组合的支护结构；过街通道部分以复合土钉墙支护结构为主。地下水控制采用全封闭止水帷幕，帷幕内以降水为主，明排盲沟为辅。场区岩土工程地质条件为山前冲洪积扇形成的黄土、黏性土及碎石土的第四系地层，工程范围内地层由上至下可以分成杂填土层、黄土状粉质黏土层、粉质黏土层、黏土层、碎石层。地下水为第四系孔隙潜水，补给来源主要是大气降水和径流，雨季水位埋深最深可以达到12.5 m左右。

2 主要施工方案及施工技术

2.1 工程施工控制措施

开工前，严格检车支护桩垂直度与止水帷幕的连续性，确保其符合规范与设计标准；开工后，定时测量并严格控制钻机水平度与钢丝绳垂直度；根据设计要求将止水帷幕垂直度、间距以及注浆量控制在设计标准范围内，确保止水效果达标；严格按照设计要求进行土方分段、分层开挖；严格控制基坑开挖面积与深度，确保周边道路及建筑物安全；在施工过程中加强对周边环境及道路、建筑的监测，及时处理变形；严格按照规范参数进行索锚施工，避免引起地面沉降[2]。

2.2 主要施工技术及实际应用

2.2.1 支护桩施工

2.2.1.1 施工工艺及流程

根据项目实际情况，该工程支护桩施工方法为泥浆护壁、旋挖钻机成孔、导管水下灌注混凝土的方法。旋挖钻机成孔灌注桩施工主要包括施工准备、钻孔施工、钢筋笼制安、混凝土灌注等施工环节，具体施工流程如图1所示。

图1 旋挖钻机成孔灌注桩施工流程

2.2.1.2 施工准备

施工准备步骤如下：1）根据施工现场勘察，编制《施工组织设计方案》。2）进行现场平整度准备，满足钻机施工要求。3）施工人员及设备进场，同时放桩。4）设备安装及检查保养。5）根据施工平面图，建立蓄浆池与泥浆循环系统。

2.2.1.3 钻孔施工

钻孔施工包括以下4点：1） 埋设护筒。选择钢护筒，护筒内径要大于桩径，最少不小于10 cm，最高不超过20 cm，在埋设过程中，护筒较地面高30 cm，采用黏性土填实固定；4个方位桩固定后，护筒中心与桩位中心误差控制在50 mm之内。2） 钻机就位。确保钻机底部夯实平整，保证钻机水平稳定，防止发生钻机沉降；钻机到达指定位置后，钻头中心应与桩中心重合，误差最大不能超过1 cm；此外，确定钻机位置时还需要充分考虑现场环境，方便清理钻出的土体。3） 钻机成孔。现场设置回浆沉淀池与泥浆储备池，弃土区紧邻沉淀池，从而为泥浆的巡回、存储提供空间。泥浆选用膨润土泥浆，其中膨润土与水的比例为1∶0.06～1∶0.10，并适当增加纯碱调节泥浆酸碱度，使其黏度与胶体率达标。不同阶段泥浆性能控制要求指标不同。对于新制备的泥浆，必须要在使用前进行材料性能的测试；护筒内泥浆应高于其底部超过0.5 m，以有效地稳定孔壁。在混凝土浇筑中，孔内泥浆含砂率应当小于2%，黏度不超过17 Pa·s～22 Pa·s；利用重力沉降去除土渣，并通过回收泥浆池将护壁泥浆进行回收，净化后测试性能达标可以重新使用。在钻孔施工中，根据场区地层条件，选用旋挖钻机进行钻孔。在上部的黏土层中，选用端螺旋合金钻头，由于黏土层在钻进过程中没有很大的阻力，但是土体的吸附性较强，不容易脱落，因此需要将动力头转矩控制在合理范围内，高速钻进，连续加压以此的进土量应当在斗容量的60%以上，避免在钻进过程中钻头卡住[3]；当向碎石层钻进时，将钻头更换为筒式钻头。在钻进过程中，注意及时补充地下水，防治坍塌；并及时加入泥浆，保证钻孔壁稳定。钻孔完成后，清孔过程中需要重复将钻头旋转下到孔底进行捞渣；清孔后，泥浆比重应小于1.25。4） 钻机移位。钻孔完成后，停机移位。

2.2.1.4 钢筋笼制安

首先需要按照钢筋笼制安要求选择钢筋材料，并确定钢筋笼制安平台，在制作过程中需要注意控制偏差，制作完成后，采用四点起吊的方法进行钢筋笼吊装。具体操作过程如下：1） 严格按照设计要求旋转钢筋材料，质检合格后，分批次进场，并按照批号、规格进行堆放、验收，并取样交由第三方进行技术检测。2） 设置平整操作平台进行钢筋笼制作。采用焊接方式连接主筋与加劲筋，注意控制同一截面的接头数量，要求不超过50%，并根据规范错开布置。主筋焊接利用闪光对焊法，先进性试焊；加劲筋利用单面焊，搭接长度应在钢筋直径的10倍以上；主筋与加劲筋焊接运用点焊法，并联合运用扎丝绑扎的方法连接箍筋与主筋。在焊接过程中，对接头进行抽检，包括焊接抗拉力测验、弯曲试验。在笼顶第一个加劲圈开始，每隔4 m设置保护层，每个保护层为厚度50 mm的混凝土垫块，每组4个。3） 钢筋笼制作完成后，控制各项偏差，主筋间距±10 mm、箍筋间距±20 mm、钢筋笼直径±10 mm、钢筋笼整体长度±100 mm。4） 钢筋笼吊装方法为四点起吊，为了避免钢筋笼吊装变形，去报配合起重滑车同时起吊；在钢筋笼沉放过程中，需要确保中心轴线垂直，控制沉放力度，避免破坏孔壁；在碰到障碍物时，切忌强行沉放，应及时查明原因，清除障碍物；钢筋笼入孔后，进行偏位检查，控制钢筋笼标高，并用特质插杆固定，在混凝土灌注完成后再拆除。

2.2.1.5 混凝土灌注

混凝土灌注步骤如下：1） 混凝土灌注前先埋入导管，采用φ258 mm的导管，长度为4 m左右，底部与钻孔底部距离为300 mm～500 mm，接头以丝扣连接，密封用橡胶圈。2） 第一次灌注时，应该保证灌注量充足，初次灌注导管埋深应道超过0.8 m；在对同一灌注桩进行灌注过程中，注意控制灌注速度，避免钢筋笼上浮、混凝土密实度不高等问题，注意灌注的持续性。3） 在灌注过程中，控制导管埋深最少不低于2 m，最高不超过6 m；将灌注标高高于设计桩顶标高1 m，保证桩头灌注质量。4） 提起导管的过程中，避免钢筋笼上浮，防止导管挂碰钢筋笼，发生掉笼事故。5） 灌注结束后，在灌注孔上覆盖保护层，并设置标识，避免未凝固混凝土中混入杂物。在设计桩顶标高以上，留出20 cm距离进行人工破除；将支护桩挖出的土方运送至现场指定位置，避免对现场施工造成影响，统一运出场外。

2.2.2 降水井施工

降水井施工主要包括施工准备、布井、成井、沉放井管以及洗井等环节，降水井施工工艺流程如图2所示。

图2 降水井施工工艺流程图

2.2.2.1 施工准备

确保施工条件满足水井施工要求，并保证施工区域地下没有市政管线。

2.2.2.2 布井

降水井布置在止水帷幕内侧，沿着基坑下口进行布置，各水井之间的距离为15 m，井底标高为地面以下19 m；布井数量为53眼。

设置明沟辅助降排水，排水沟大小为300 cm×300 cm，集水坑大小为600 cm×600 cm×600 cm，坑中下入井管与滤料，接收明沟内降排水，然后利用水泵将水排出。

2.2.2.3 成井

利用回旋钻机钻孔，钻机就位进行钻孔施工，孔径为700 mm，钻孔垂直度与深度与设计要求偏差应控制在±1%；在钻具上焊接钢筋进行扫孔破壁，提高成孔质量，保证降水井效果；将颗粒尺寸超过20 cm的沉渣清出孔外，并更换为膨润土泥浆，控制泥浆密度＜1.05 g/cm3；然后在井底增加1层厚度约为30 cm的碎石垫层，选择20 mm碎石。

2.2.2.4 沉放井管

采用托盘法沉放井管，将井管外部用50目左右的滤网进行包裹，并且将相邻井管接口处同样进行滤网包裹，避免泥浆、细沙等渗入井内；托盘为混凝土制作，将其置于井底，在沉放完成第一根井管后，将井管与托盘连接部位用钢筋结扎，避免井管轴心偏位；间隔5 m设置导正圈，并在井管下放外径用钢片扎牢固定，避免井管偏移；注意沉放速度，及时清理杂物。

将颗粒级配符合标准的碎石作为滤料，采用人工下料的方法进行滤料回填，当从井底连续回填至地面下1 m左右时，更换黏土进行回填。

2.2.2.5 洗井

在滤料回填完毕后，采用真空污水泵进行洗井，注意要在8 h内一次性洗井完成，当井内排出水清澈后即完成洗井。每个水泵进行单独控制，并安装水位自动控制器，进行井内水位监测。将真空污水泵沉放至井下水位3 m以下，进行试抽水工作，在这一过程中注意进行水位变化值、出水量变化值的监测，满足要求后进行正常抽水。

2.2.2.6 降水要求

基坑开挖前一周开始进行工程降水，留出预降水时间，确保基坑施工时各点位水位均达到设计要求。降水过程中，水泵抽水量控制应当由小到达，直到水位达到设计开挖深度1 m以下；检查抽水含沙量，控制在5‰以下；排水地应远离基坑区域。

2.2.3 土钉、锚喷施工

2.2.3.1 施工工艺流程

喷射混凝土施工主要环节包括施工准备、土钉成孔、挂网以及焊接压筋等环节，具体施工流程如图3所示。

图3 喷射混凝土施工流程图

2.2.3.2 施工准备

根据现场情况合理堆放钢筋，在喷射机一旁堆放砂石和部分水泥，另一部分水泥放置于注浆设备周围；在施工前进行钢筋加工和主筋焊接、加工等，同时在施工中这些工作也要同步进行。

2.2.3.3 土钉成孔

土钉成孔步骤有3个：1） 根据设计图纸放孔位线，对各孔进行编号；孔位偏差控制在150 mm以内。2） 使用专用机械成孔设备成孔，孔直径为φ130 mm，用固定钢筋定尺检验孔深，不达标要重新成孔；成孔后在孔内下入锚钉钢筋，根据设计方案确定钢筋种类。3） 在注浆过程中，选用普通硅酸盐P·O42.5水泥进行注浆，水泥将水灰比为1∶0.45～1∶0.50，及时补浆，保证孔内水泥浆满。

2.2.3.4 挂网、焊接钢筋

挂网、焊接钢筋步骤如下：1） 在坡面绑扎好钢筋网，钢筋的搭接长度应大于20 cm，并设置3 cm垫块。2） 锚体主筋弯钩与水平筋点牢，水平连通。

2.2.3.5 喷射混凝土

喷射混凝土有以下3个步骤：1） 测量放线，做好标记，控制混凝土喷射厚度；采用分段分区作业方式，根据施工现场的自然环境条件，从左至右依次进行喷射，喷口与作业面应当垂直，距离应大于0.8 m，并且不超过1.5 m；喷射作业面按照难易程度，先喷射存在凹陷、裂缝等区域；喷射过程中要缓慢地移动喷枪，注意均匀喷射厚度。2） 在边壁面钉入15 cm短钢筋作为参照，分2次喷射10 cm混凝土，每次喷射5 cm，第一次喷射完成后等到混凝土凝固后进行第二次喷射。3） 混凝土喷射完成后，在混凝土终凝2 h后进行喷水养护，连续喷水养护一周；保证混凝土表面平整，没有干粉、离析的情况。

2.3 施工质量控制

2.3.1 质量标准

基坑施工严格按照相关质量标准进行，施工完成后，根据设计值要求进行检查，禁止扰动土体。土方工程施工允许偏差见表1。

表1 土方工程施工允许偏差

2.3.2 施工保护

支护桩、降排水系统、土钉与锚索施工完成后，需要在现场进行放线标识，安排专门人员定时进行巡查；按时根据设计要求及规范标准检查成品的几何位置、标高及坡度等，并检测定位标准桩、水准点等，确保其满足施工规范及设计要求。

3 结语

综上所述，在建筑工程深基坑施工技术实际应用中，根据工程实际制定切实可行的施工方案，能够有效解决城市复杂环境下的深基坑施工问题，确保施工过程安全可控。